2

INDICE

INTRODUCCION Pg. 9

CAPITULO 1 PRINCIPIOS DE OPERACIN EN EL GRUPO CONTINENTAL

1.1. Grupo Continental Pg. 11

1.2. Grupo Continental en Zacatecas Pg. 14

1.3. Procesos de Elaboracin Pg. 15

1.3.1. Recepcin de ingredientes y empaques. Pg. 15

1.3.2. Tratamiento de agua Pg. 17

1.3.3. Jarabe Simple y Filtracin Pg. 21

1.3.4. Carbonatacin Pg. 24

1.3.5. Lavado y enjuague de envases Pg. 24

1.3.6. Inspeccin de envase Pg. 25

1.3.7. Pre-inspeccin de envase Pg. 27

1.3.8. Inspeccin de vaco Pg. 28

1.3.9. Inspeccin de lleno Pg. 29

1.4. Procesos auxiliares de produccin Pg. 30

1.5. Anlisis de Calidad Pg. 31

1.6. Mantenimiento de maquinaria Pg. 32

CAPITULO 2 MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA

2.1. Mantenimiento esencial de un motor trifsico Pg. 34

2.2. Mantenimiento predictivo Pg. 36

2.3. Mantenimiento correctivo Pg. 43

3

CAPITULO 3 INSTALACION Y PUESTA EN MARCHA DEL INSPECTOR KRONES

3.1. Instalacin elctrica Pg. 47

3.2. Lgica de operacin del sistema de transportadores Pg. 49

3.2.1. Diseo de operacin Pg. 49

3.2.2. Consideraciones de diseo Pg. 49

3.3. Modo de operacin Pg. 51

3.4. Ultima etapa de montaje del inspector Krones Pg. 53

3.5. El revisador electrnico Linatronic 712-541 Pg. 54

3.5.1. Inspeccin de fondo Pg. 54

3.5.2. Elementos de mando Pg. 55

3.6. Sistema Pg. 55

3.7. Eyector Krones Pg. 59

CAPITULO 4 CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE.

4.1. Nacimiento del Controlador Lgico Programable (PLC) Pg. 61

4.2. Definicin de un PLC Pg. 63

4.3. Unidad Central de Proceso Pg. 64

4.4. Tipos de memoria Pg. 65

4.5. Interfases de Entradas y Salidas Pg. 66

4.6. Ciclo de operacin del procesador Pg. 67

4.7. Mtodos de programacin Pg. 67

4.8. Lenguaje de programacin Pg. 68

4.8.1. El lenguaje en escalera Pg. 68

4.8.2. Diagramas elctricos de escalera Pg. 68

4.8.3. Organizacin de memoria Pg. 70

4.8.4. Archivos de datos Pg. 71

4.9. Instrucciones y Direccionamiento Pg. 73

4.9.1. Instrucciones de un Bit Pg. 73

4.9.2. Instrucciones de temporizacin Pg. 74

4

4.9.3. Instrucciones de contador Pg. 76

4.9.4. Instrucciones matemticas Pg. 77

4.10. Software RSLinx Pg. 79

4.11. Software RSLogix Pg. 80

4.12. Programa de Escalera para Llenadora 72/15 Pg. 82

4.13. Programa de Escalera del sistema de Pg. 87

transportadores Krones

CAPITULO 5 DESARROLLO DE UN PROYECTO: PALETIZADORA.

5.1. Compaa Von Gal. Pg. 92

5.2. Descripcin de operacin Pg. 93

5.3. Reglas de seguridad Pg. 93

5.4. La paletizadora Von Gal en Embotelladora Zacatecas Pg. 95

5.4.1. Identificacin del control elctrico Pg. 96

5.4.2. Diseo de cajas por cama Pg. 98

5.5. Mantenimiento preventivo Pg. 99

5.5.1. Sistema neumtico Pg. 100

5.5.2. Sistema elctrico Pg. 100

5.6. Desarrollo del proyecto: modificacin al control lgico Pg. 100

de la paletizadora

5.7. Instruccin SQO Pg. 105

CONCLUSIONES Pg. 110 BIBLIOGRAFA Pg. 112

5

INDICE DE FIGURAS

CAPITULO 1

PRINCIPIOS DE OPERACIN EN EL GRUPO CONTINENTAL Figura 1.1 Dr. Burton E. Grossman. Pg. 11

Figura 1.1.1 Territorio de la franquicia del Grupo Continental. Pg. 12

Figura 1.2. Diagrama a bloques del proceso de recepcin Pg. 15

de ingredientes y empaques.

Figura 1.3. Diagrama de flujo del proceso de tratamiento Pg. 19

de agua.

Figura 1.4. Jarabe Simple y filtracin. Pg. 20

Figura 1.5. Proceso de Jarabe Terminado. Pg. 22

Figura 1.6. Proporcionamiento. Pg. 23

Figura 1.7. Proceso de lavado y enjuague de envase. Pg. 26

Figura 1.7.1 Inspeccin de envase: pre-inspeccin. Pg. 27

Figura 1.7.2. Proceso de inspeccin de envase vaco. Pg. 28

Figura 1.7.3. Proceso de inspeccin de envase lleno. Pg. 30

Figura 1.8 Anlisis de Calidad. Pg. 31

Figura 1.9. Mantenimiento. Pg. 32

CAPITULO 2 MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA

Figura 2.1. Lazo de control de presin de Co2 al carbonatador. Pg. 37

Figura 2.2. Conexiones internas de un controlador de nivel. Pg. 38

Figura 2.2.1. Principios de operacin de un warrick o control de nivel Pg. 38

Figura 2.3. Sistema de enfriamiento Pg. 40

6

CAPITULO 3

INSTALACIN Y PUESTA EN MARCHA DEL INSPECTOR KRONES Figura 3.1. Vista Superior del revisador electrnico Pg. 55

Figura 3.2 Estructura del sistema Pg. 57

Figura 3.3 Arquitectura de la plataforma del inspector, Pg. 57

Seccin ordenador principal.

Figura 3.3.1. Arquitectura de la plataforma de inspeccin, Pg. 58

Seccin cmara.

Figura 3.3.2. Arquitectura de la plataforma de inspeccin, Pg. 59

Seccin de mdulos.

Figura 3.3.3. Arquitectura completa de la plataforma de inspeccin. Pg. 59

Figura 3.4. Eyector Krones. Pg. 60

CAPITULO 4 CONTROLADOR LGICO PROGRAMABLE

Figura 4.1. Esquema bsico de conexin. Pg. 64

Figura 4.2. Elementos bsicos de un Controlador Lgico Programable. Pg. 65

Figura 4.3. Ciclo de operacin del procesador. Pg. 68

Figura 4.4. Circuito elctrico sencillo. Pg. 70

Figura 4.5. Circuito representado en lgica de escalera. Pg. 70

Figura 4.6. Instruccin de entrada dentro del programa de escalera. Pg. 71

Figura 4.7. Instruccin de salida dentro del programa de escalera. Pg. 72

Figura 4.8. Fragmento del diagrama escalera Llenadora 72/15 Pg. 83

Figura 4.9. Condiciones de arranque llenadora 72/15. Pg. 84

Figura 4.10. Arranque de transportadores. Pg. 85

Figura 4.11. Contador de botellas. Pg. 85

Figura 4.12. Instruccin Move Pg. 86

Figura 4.13. Activa alta velocidad de la llenadora 72/15 Pg. 87

7

Figura 4.14. Recepcin de seal analgica. Pg. 88

Figura 4.15. Conversin de entero a real. Pg. 89

Figura 4.16. Bloque Move Real Pg. 90

Figura 4.17. Bloques de multiplicacin real Pg. 91

Figura 4.18. Bloque final hacia una salida fsica. Pg. 91

CAPITULO 5 DESARROLLO DE UN PROYECTO: PALETIZADORA. Figura 5.1. Layout de la Paletizadora SPLX MKII-3765-LH-REPD Pg. 96

Figura 5.2. Tablero de control Pg. 98

Figura 5.3. Dos maneras de estibar. Pg. 99

Figura 5.4. Layout de la paletizadota con dispositivos de cotntrol. Pg. 102

Figura 5.5. Diagrama general elctrico de fuerza. Pg. 104

Figura 5.6. Diagrama de cableado elctrico a PLC. Pg. 105

Figura 5.7. Secuenciador original del programa de la Paletizadora. Pg. 107

Figura 5.8. Nuevo fragmento de programa escalera en la Paletizadora Pg. 108

Figura 5.9. Matriz de bits del secuenciador. Pg. 109

Figura 5.10. Sub-rutinas del programa de escalera modificado. Pg. 110

8

INDICE DE TABLAS

CAPITULO 2

MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA Tabla 2.1. Correctivos del ao 2003 Pg. 44

Tabla 2.1.1 Correctivos del ao 2003 por equipo. Pg. 44

Tabla 2.2. Correctivos del ao 2004 Pg. 45

Tabla 2.2.1. Correctivos del ao 2004 por equipo. Pg. 45

Tabla 2.3. Correctivos del ao 2005 Pg. 46

Tabla 2.3.1. Correctivos del ao 2005 por equipo. Pg. 46

CAPITULO 3 PRINCIPIOS DE OPERACIN EN EL GRUPO CONTINENTAL.

Tabla 3.1. Estudio de cargas para modificacin de Pg. 47

Sistema de transportadores.

Tabla 3.2. Calculo para conductores de motores. Pg. 48

Tabla 3.3. Divisin de Zonas de transportadores. Pg. 49

Tabla 3.4. Descripciones de fallos del sistema. Pg. 53

CAPITULO 4 CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE

Tabla 4.1. Lista de instruccin dentro del controlador. Pg. 73

CAPITULO 5 DESARROLLO DE UN PROYECTO: PALETIZADORA.

Tabla 5.1. Registro de direccionamiento. Pg. 103

9

INTRODUCCION

La industria nacional de refrescos y aguas carbonatadas ha tenido desde

hace ms de un siglo una significativa participacin en la economa mexicana

como generadora de actividad econmica hacia un sin nmero de ramas

industriales, as como una importante generadora de empleo y creadora de polos

de desarrollo en todos los estados de la Repblica Mexicana. Adems por su

naturaleza, esta industria asigna anualmente grandes sumas de recursos a la

inversin de capital fijo.

El antecedente ms antiguo del que se tiene registro y que es considerado como

una de las primeras empresas del ramo fue "La Montaesa", fundada en el ao de

1886.

Despus de varias fusiones esta empresa lleg a formar parte de la Compaa

Topo Chico, S.A., la cual comenz a embotellar agua mineral desde 1895. Otras

empresas fueron fundadas a principios del siglo XX como las empresas "El Gallo",

"La Higinica" y "Benjamn Puente" entre otras, que envasaban las llamadas

"limonadas" o "gaseosas" en las clsicas botellas de canica. En ese entonces, la

distribucin se realizaba en unos pequeos carritos de mano hechos de madera,

los cuales se hicieron muy populares en las calles de Mxico de principios de

siglo. Posteriormente se incorporaron los carros tirados por mulas o caballos.

El 5 de Febrero de 1945 se aprobaron los Estatutos y se orden la protocolizacin

ante el Notario Pblico nmero 26, Lic. Rafael Oliveros Delgado, para dar origen a

la Asociacin de Productores de Aguas Gaseosas, A.C., actualmente conocida

como Asociacin Nacional de Productores de Refrescos y Aguas Carbonatadas.

Para desarrollar su actividad productiva esta industria demand de otras ramas de

actividad econmica del pas, por concepto de consumos intermedios $60,783

millones. Destacan entre esos consumos intermedios el azcar, la resina PET,

10

otros envases de plstico, vidrio y lata, gas carbnico, electricidad, agua,

publicidad y servicios financieros.

El proceso de produccin de esta industria se caracteriza por ser de capital

intensivo y por un alto grado de consumo de capital fijo. Esto, unido a las

necesidades de expansin de la capacidad de produccin, la convierte en una

importante demandante de bienes de capital, entre ellos maquinaria y equipo de

produccin, equipo de transporte, terrenos y edificios.

Tradicionalmente en Mxico, las empresas refresqueras producen y distribuyen

sus productos llevndolos hasta los comercios y establecimientos que lo expenden

al consumidor final. Esto extiende la cadena de valor de esta industria al sector

comercio, adems de la importante y dinmica demanda que realiza a la industria

automotriz, en particular en el rubro de camiones.

As los refrescos son distribuidos a un milln 400 mil puntos de venta en todo el

pas. De ellos, la gran mayora son pequeos negocios familiares, para quienes el

refresco representa una importante fuente de ingresos.

Los principales grupos embotelladores en Mxico del Sistema Coca-Cola son:

Coca Cola Femsa (KOF), Embotelladoras Arca y Grupo Continental. En relacin a

embotelladores de Pepsi-Cola, los grupos ms importantes son: PBG Mxico y

Grupo Embotelladoras Unidas.

Mxico es un gran pas para el negocio de refrescos. En Mxico tenemos la

poblacin, la juventud, la infraestructura, el clima, la energa y una gran

preferencia por el consumo de refrescos.

11

CAPITULO 1 PRINCIPIOS DE OPERACIN EN EL GRUPO CONTINENTAL

1.1. GRUPO CONTINENTAL

Bajo el liderazgo de su fundador, el Dr. Burton E. Grossman, Grupo Continental

inicia operaciones en 1964.

Figura 1.1. Dr. Burton E. Grossman

Que el camino siempre se levante para encontrarles,

que el sol siempre ilumine su cara,

que el viento siempre sople a sus espaldas,

y que Dios les guarde en la palma de su mano

Grupo Continental es una empresa total de bebidas, dedicada a la elaboracin,

distribucin y venta de productos de marcas de The Coca-Cola Company.

The Coca-Cola Company

En 1880 un coronel del ejercito del sur de los EEUU de nombre John Styth

Pemberton, qumico farmacutico de Atlanta (Georgia), registro oficialmente un

vino de coca, tnico y estimulante ideal, sobre la base de la bebida de hojas de

coca de Agelo Mariano (el conocido vino Mariani), fundando luego la Pemberton

Chemical Company. Pemberton tuvo que modificar la mezcla del Dr. Mariani, para

registrarla de acuerdo a las medidas prohibicionistas de aquel entonces, le quito el

componente alcohlico, para inscribirla como no alcohlica, aumentndole

12

cafena, para mejorar el horrible sabor que tenia el lquido, hacindolo tambin

ms estimulante, le aadi unas esencias aromticas, junto con nuez de cola, un

fruto africano, con alto contenido del alcaloide cafena.

As pues con hoja de coca, nuez de cola, cafena, unas esencias y varios aceites,

la farmacia Jacobs de Atlanta puso en venta el primer vaso de Coca Cola, el da 5

de Mayo de 1886.

Es hasta 1889 que Asa G. Candler adquiri el brevet del tnico del seor

Pemberton por USD 2300. Candler y su hermano, eran muy versados en

relaciones pblicas, convencidos de que la adecuada publicidad permite vender

cualquier cosa, fundaron The Coca Cola Company. Fue hasta 1915 que apareci

la conocidsima botella de vidrio actual.

Grupo Continental a llegado a posicionarse como el dcimo embotellador de

Coca-Cola a nivel mundial.

Figura 1.1.1 Territorio de la franquicia del Grupo Continental.

13

La empresa cuenta con 8 Centros de Produccin y Distribucin, 2 Centros de

Produccin y 72 Centros de Distribucin que estn ubicados en las poblaciones

ms importantes de los estados de Aguascalientes, Coahuila, Colima, Durango,

Jalisco, San Lus Potos y Zacatecas. El mapa del territorio de la franquicia se

muestra en la figura 1.1.1. En conjunto, el Grupo da empleo a ms de 13,700

colaboradores.

El 14.5% del pas, es territorio de Grupo Continental, en l se abarcan 285 mil

kilmetros cuadrados, se atiende a un mercado de 12.7 millones de consumidores

potenciales y se abastece a una red de 890 mil clientes de productos de The

Coca-Cola Company.

Las acciones de la empresa, se cotizan en la Bolsa Mexicana de Valores con la

clave "CONTAL" y en los Estados Unidos opera ADR's en el mercado "over-the-

counter" con la clave "GPOCY".

En el proceso de elaboracin de los productos, las plantas embotelladoras del

Grupo emplean azcar refinado 100% mexicano, proveniente de Promotora

Industrial Azucarera, S.A. de C.V. que tiene dos de los ingenios refinadores ms

productivos del pas, certificados con la norma ISO 9002. Grupo Continental tiene

una participacin accionara de 49% en esta empresa, y junto con otros socios

embotelladores de Coca-Cola, consumen anualmente ms de 350 mil toneladas

de este edulcorante.

La sede corporativa se encuentra en Tampico, Tamaulipas, Mxico.

Tradicionalmente en Mxico, las empresas refresqueras producen y distribuyen

sus productos llevndolos hasta los comercios y establecimientos que lo expenden

al consumidor final. Esto extiende la cadena de valor de esta industria al sector

comercio, adems de la importante y dinmica demanda que realiza a la industria

automotriz, en particular en el rubro de camiones.

14

As los refrescos son distribuidos a un milln 400 mil puntos de venta en todo el

pas. De ellos, la gran mayora son pequeos negocios familiares, para quienes el

refresco representa una importante fuente de ingresos.

1.2. GRUPO CONTINENTAL EN ZACATECAS.

En el ao de 1967 se inician operaciones en la embotelladora Fresnillo, y para el

ao de 1988 la Embotelladora La Bufa , se asentara y comenzara operaciones

de produccin en la ciudad de Zacatecas, con tan solo una lnea de envase de

vidrio.

En el ao 2000 se agregara una nueva lnea de produccin que actualmente

produce las presentaciones no retornables.

La Embotelladora de Fresnillo y la antes Embotelladora La Bufa, se fusionaron en

el ao 2005 con el nombre de Embotelladora Zacatecas obviamente asentada en

la ciudad de Zacatecas y cuentan con dos lneas de produccin. Donde se

manufacturan productos de las siguientes presentaciones: 197 ml, 355 ml, y 500

ml en envase de vidrio. Respecto a la presentacin no retornable se producen las

siguientes presentaciones: 600 ml, 1 Lt.

15

1.3. PROCESOS DE ELABORACIN.

1.3.1. RECEPCION DE INGREDIENTES Y EMPAQUES. El proceso de elaboracin en el rea de produccin inicia con la recepcin de

materias primas, representado en la siguiente figura 1.2. En este proceso se lleva

un control estricto para ofrecer siempre la mejor calidad en cada uno de los

productos que se elaboran.

Figura: 1.2. Diagrama a bloques del proceso de Recepcin de ingredientes y

empaques.

16

El proceso de Almacenamiento de ingredientes y empaques inicia con la

recepcin de los concentrados, estos son enviados desde las oficinas

corporativas con sede en la ciudad de Tampico, Tamaulipas. Los

concentrados son los jarabes (sabores) que sern la base de las bebidas

que se producirn. Se comprueba que estn cerrados hermticamente y

son almacenados en un cuarto especial a temperaturas bajas ( de 0 C a

8 C ). Son las temperaturas ideales para evitar desdoblamiento o

reacciones de los componentes.

Continua el proceso con la recepcin de azcar que es transportada en

costales desde el estado de Veracruz, de una filial del mismo grupo, es

entarimada en un almacn protegido constantemente para evitar que se

introduzcan algunos animales.

El envase de plstico no retornable es adquirido a varios distribuidores de

diferentes partes de la republica, por lo general de Guadalajara, Jal. Se

realizan pruebas aleatorias a cierta cantidad que se registrara con el

nombre de muestra; pasara por varias pruebas para cumplir con los

requisitos de grosor, rosca de la tapa, el alto de llenado, las etiquetas

adecuadas, y el peso que tiene que tener en promedio, y si cumple con

estas caractersticas se sigue con la descarga del trailer, hacia un almacn

donde estar depositado un breve tiempo hasta que la demanda del

mercado requiera de su produccin.

El envase de vidrio es retornable y es recuperado por los mismos

camiones repartidores de los diferentes puntos de venta, el cuidado que se

tiene con este envase es evitar despostillamiento y ruptura, cuando el

envase viene demasiado desgastado se saca del mercado. Al adquirir

nuevo envase de vidrio tambin pasar por las mismas pruebas de

recepcin que el envase de plstico o tambin llamado PET.

La corona (ficha, corcholata) y la taparrosca son muestreadas

aleatoriamente, para realizar las pruebas de recepcin, que constan de:

durabilidad de holograma, que el peso sea el adecuado, empaque

17

correspondiente, y en el caso de las taparroscas que el anillo del mismo no

se desprenda. Si las pruebas estn dentro de los parmetros especificados

se recibe el embarque y se almacena lejos del Sol, polvo, y animales.

1.3.2. PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA.

El diagrama de flujo del Proceso de Tratamiento de Agua es representado en la

figura 1.3. Y a continuacin se ira dando una breve descripcin de las actividades

que se realizan en cada proceso.

La planta embotelladora cuenta con un pozo propio, dentro de las

instalaciones de la misma, la profundidad es de 130 Mt. De aqu se

adquiere el agua (Agua Cruda) y abastece la cisterna de agua cruda donde se aade cloro, con este proceso comienza el tratamiento de agua. Est

agua tambin ser utilizada en servicios generales de la planta.

Conforme lo demanda la produccin, el agua cruda pasara a unos tanques

reactores, en este proceso se le adicionar cal para asentar las partculas

de algunos minerales con los que continua el agua del pozo. De ah por

proceso de derrame pasara el agua cruda al tanque de aguas claras,

Tambin nos servir para modificar el PH.

Enseguida pasan directamente a tres diferentes filtros:

o Filtro de arena: este filtro ayuda a quitar y asegurar que aun las impurezas que hayan pasado el tratamiento de cal , se queden en

este paso.

o Filtro de carbn: filtro que nos ayudar a quitar sabores y olores que pudiera traer consigo el agua cruda.

o Filtro pulidor: Este ultimo filtro aun como seguridad todava elimina lo que los filtros anteriores no hayan podido eliminar.

En esta etapa el agua que ha pasado por los procesos anteriores se le

conoce como Agua Tratada, est agua puede ser utilizada en los procesos de produccin como: anlisis de calidad, limpieza y saneamiento,

18

proporcionamiento, jarabe terminado, jarabe simple y filtracin. Un poco

antes ser esterilizada completamente al ser pasada por rayos ultravioleta.

El agua que es tratada con sal recibe el nombre de Agua Suavizada, est ser utilizada en el enjuague y lavado de envase. Dentro de la maquina

lavadora de botellas.

Otro proceso que tambin es parte del tratamiento del agua en la misma

planta es el agua suavizada que es recuperada y servir en la Torre de

enfriamiento (dentro del proceso de intercambio de calor con los

compresores de amoniaco), de ah se almacena dentro del la cisterna de

Agua Recuperada, y pasa a los filtros pulidores para ser almacenada en la

cisterna de Agua Semifresca. Para despus volver a ser utilizada en los equipos auxiliares; lavado y enjuague de envase en lavadora de botellas

en enjuagues semifinales.

19

Figura: 1.3 Diagrama de flujo del proceso de Tratamiento de agua.

20

Figura: 1.4 Jarabe simple y filtracin

21

1.3.3. PROCESO DE JARABE SIMPLE Y FILTRACIN.

Dentro de este proceso se tienen dos variables importantes que son:

Almacenamiento de ingredientes y empaques y Planta de tratamiento de

agua.

Comenzar describiendo la parte correspondiente a la Planta de tratamiento

de agua. Es despus del proceso descrito anteriormente cuando con Agua Tratada, y las especificaciones de jarabe simple a preparar se llegar al tanque de Jarabe Simple, tal como se describe en la figura anterior 1.4, es

aqu donde se adiciona el Azcar y se agita generando una mezcla que ira

a filtro de tanque de pre-capa donde se le adicionan qumicos, y se

recirculara y pasar a las lmparas UV y al cumplir con los requerimientos

especificados llegar a ser almacenado al tanque de Jarabe Terminado.

El proceso de almacenamiento de ingredientes y empaques es importante

porque es aqu donde administramos toda la materia prima que utilizaremos

en este proceso de preparacin.

PROCESO DE JARABE TERMINADO.

Despus de pasar por la preparacin de Jarabe Simple, se almacena en el

Tanque de Jarabe Terminado, donde se le aade el Concentrado que es el

Sabor de Refresco que se preparar, este proceso se muestra grficamente

en la siguiente figura: 1.5. Una vez aadidos la combinacin perfecta entre

concentrado, Jarabe Simple y Agua tratada se enva a la lnea de

produccin al Proporcionador Mezclador.

PROCESO DE PROPORCIONAMIENTO.

El proceso descrito a continuacin es muy sencillo se muestra en la figura

1.6. Es de suma importancia dentro del proceso de produccin, ya que es

aqu donde se mezclara el Jarabe Terminado con agua tratada, para

generar un lazo de control donde se monitorea el Brix y Volumen exacto. Si no se cumple con los requisitos establecidos para cada bebida se tendr

22

que desechar el Jarabe; por el contrario si esta dentro de lo establecido

pasa al Proceso de Carbonatacin.

Figura: 1.5 Proceso de Jarabe Terminado.

23

Figura: 1.6 Proporcionamiento.

24

1.3.4. PROCESO DE CARBONATACIN.

Es en esta etapa donde el producto a una temperatura de 0 y el gas de

dixido de carbono son mezclados para causar la sensacin caracterstica

de la bebida Coca Cola.

El paso del gas carbono (Co2) es regulado por medio de Vlvulas

micrometras a volmenes de gas que correspondan al producto envasado.

Cuando los volmenes de gas estn por debajo de lo establecido, se

perder el sabor de la bebida. Y por el contrario y es mayor al momento de

llenado de botella, saldrn mal llenas, lo que provoca ser rechazadas y

contaran como perdidas para la produccin.

Al finalizar este proceso, la bebida esta lista para ser envasada y poder ser

consumida.

Cabe mencionar que el control de envasado tambin constituye un control

de cada botella terminada, con los datos de Fecha, Turno, Lote que fue

producida.

Actualmente la embotelladora cuenta con dos llenadora que producen

aproximadamente 660 Botellas por minuto, cada una.

1.3.5. LAVADO Y ENJUAGUE DE ENVASES.

De la planta de tratamiento de agua, se mandarn dos tipos de agua: Agua Suavizada y Agua Semifresca. La primera es nuevamente analizada para cumplir con una serie de requisitos, si son cumplidos servir para lavado y

saneamiento, este bloque del lazo de control representado en el diagrama

de flujo de la figura 1.7., es el ms importante cumplir con las funciones de

lavado de envase auxiliado por una serie de Aditivos y Sosa a diferentes

concentraciones para eliminar completamente toda materia orgnica que

traiga consigo el envase sucio retornable del mercado.

25

La Sosa Custica es calentada con vapor hasta 65 C aproximadamente en

uno de los tanques de enjuague y en el otro bajara hasta 45 C, esto

tambin elimina el choque trmico del envase recordemos que ser

envasado a 0C.

Tambin entrar en este proceso el Agua Recuperada que utilizarn en el paso de pre-enjuague de botella dentro de la Lavadora de Botellas.

El Agua Semifresca, ser utilizada en los pre-enjuagues tambin dentro de la maquina Lavadora de Botellas.

El envase PET o no retornable solo recibe un proceso de enjuague (sin el

lavado de sosa o aditivos) ya que este envase es nuevo.

Despus del proceso de lavado y enjuague del envase respectivo,

pasaremos a la inspeccin visual de cada envase, para eliminar el envase

que aun pudiera traer materia orgnica, objetos contaminantes, envase

despostillado, roto o demasiado deteriorado.

1.3.6. PROCESO DE INSPECCION DE ENVASE. Este proceso abarca tres funciones importantes, que es la inspeccin del envase

cuando es recin desempacado, cuando acaba de salir del lavado de envase y

finalmente se revisa el producto terminado que saldr al mercado.

Estos tres procesos se describirn en las figuras: 1.7.1 1.7.2 - 1.7.3

26

Figura 1.7. Proceso de Lavado y enjuague de envase.

27

Figura: 1.7.1 Inspeccin de envase: Pre-inspeccin.

1.3.7. PROCESO DE PRE-INSPECCION. Este proceso cumple con las funciones de inspeccionar el envase

inmediatamente despus de ser desembarcado. El envase se separa para

que en el proceso de lavado solo entre aquel envase que sea apto para

poder ser embotellado. Este proceso puede verse representado en la figura

1.7.1. El envase que tiene material que no podr ser removido dentro de la

lavadora es apartado y recibe un lavado especial. Aunque este lavado ya

no se hace en la planta, sino que es llevado con diferentes proveedores que

prestan este servicio.

El envase que ya no podr recuperarse ni con el lavado especial, ser

destruido.

28

1.3.8. PROCESO DE INSPECCION DE VACIO. Poco despus de salir de la Lavadora de Botellas, el envase corre por

transportadores hasta las estaciones visuales de inspeccin de envase

vaci, las inspecciones visuales estn a cargo de operadores que se

encargarn de sacar o eliminar toda aquella botella que tenga algn defecto

o que simplemente no cumpla con la calidad para ser embotellada. Ver la

figura 1.7.2

Siguiendo su camino la botella pasar al revisador electrnico, que es

capaz de hacer una evaluacin de cada botella, eliminado

automticamente las botellas que contengan restos de sosa o lquidos,

objetos internos en el fondo del envase (opacos o transparentes) y

despostillamiento o rotura en la boca del envase.

Figura: 1.7.2. Proceso de Inspeccin de envase vaci

29

Si cumple con las pruebas antes mencionadas el envase podr ser

embotellado en su trayecto al llegar a la maquina Llenadora de botellas,

recordemos que este sistema trabaja a 600 BPM. En caso de que el envase

pueda ser recuperable tanto del revisador electrnico como de los

operadores de las estaciones de inspeccin recibir otro enjuague y lavado

de envase, sino es recuperable simplemente se destruir.

El proceso de Vaci, solo es aplicado al envase de vidrio ya que el envase

de PET es nuevo y no requiere de un lavado solo un enjuague.

1.3.9. PROCESO DE INSPECCION DE ENVASE LLENO.

Como su nombre lo indica, el envase que sale de la maquina llenadora

como producto terminado pasa por nuevas inspecciones de revisin, ver la

figura 1.7.3 para ver con detalle este proceso. Aqu ser evaluada por

varios operadores que eliminaran el producto que no cumpla con las

especificaciones tanto para envase de Vidrio como de PET.

CONCLUYE PROCESO DE PRODUCCION.

Hasta aqu concluye el proceso de produccin, antes de entregar un

producto que cumpla con los ms estrictos requisitos de calidad y pasar por

cada uno de los procesos antes mencionados. El producto empaquetado y

codificado llega hasta el almacn donde se distribuye a las flotillas de

camiones dependiendo del pedido que cada ruta de venta requiera.

30

Figura 1.7.3. Proceso de Inspeccin de envase lleno.

1.4. PROCESOS AUXILIARES DE PRODUCCION. Aparte del proceso de elaboracin de producto, necesitamos complementarlo con

otros tres procesos que son igualmente necesarios e importantes dentro de la

produccin estos son:

Limpieza y Saneamiento

Anlisis de Calidad

Mantenimiento.

LIMPIEZA Y SANEAMIENTO.

Es el proceso que se encarga de la limpieza del instrumental utilizado para el

embotellamiento de las bebidas. Dicho proceso debe cumplir con ciertos requisitos

31

y mantener en cada produccin el equipo libre de cualquier micro-organismo, se

conserva un registro microbiolgico.

1.5. ANALISIS DE CALIDAD.

Con la nueva cultura de produccin se ha hecho indispensable contar con un

proceso dentro de produccin como Anlisis de Calidad, ver la figura 1.8., este

proceso se encargar de que el producto que sale al mercado cumpla con todos

los requisitos necesario.

Es desde aqu que se monitorean todas las tareas y los procesos de produccin

mediante tcnicas y anlisis de calidad .

Figura: 1.8. Anlisis de Calidad.

32

1.6. MANTENIMIENTO. El ultimo punto del que se hace mencin, se refiere al proceso de mantenimiento,

ste proceso facilitar las herramientas para que el proceso de produccin y las

actividades generales de la embotelladora se lleven a cabo.

Como observamos en la figura 1.9. Todos los procesos pasan por el

mantenimiento (preventivo o correctivo) el cual es registrado, y monitoreado por el

sistema de calidad. La accin es detectada o corregida en cada maquina o

proceso que as lo requiera.

Figura 1.9. Mantenimiento

33

Dentro del departamento de produccin, en el rea de mantenimiento de

maquinaria es donde he venido desarrollando mi actividad laboral, donde se

requiere de varios aspectos que van desde: Mecnica, Electricidad, Control y

Automatizacin, Administracin de personal, Administracin de recursos e

Instrumentacin.

El rea en la que intervengo directamente es: Electricidad, Control y

Automatizacin.

En el siguiente capitulo se ampliar la informacin sobre estos tres aspectos del

proceso de produccin de la Embotelladora Zacatecas.

34

CAPITULO 2 MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA

El departamento de Mantenimiento de Maquinaria pertenece al Departamento de

Produccin, es por eso que el mantenimiento que se lleve a cabo dentro de la

planta esta enfocado mayormente a todos los procesos de produccin descritos en

el capitulo anterior.

Mantenimiento de maquinaria esta conformado por 36 personas que cubren las

diferentes reas de proceso en dos turnos, para el mantenimiento necesario en la

Lnea 1 (envase de vidrio) y para la Lnea 2 (envase PET).

Al frente del departamento de produccin se encuentra el Ing. Samuel Casas

Legaspi, y como Jefe de Mantenimiento de Maquinaria el Ing. Martn Francisco

Zavala Carmona.

El puesto que actualmente desempeo en la Embotelladora Zacatecas y dentro

del departamento de mantenimiento de maquinaria es el de Mecnico Electricista.

El mantenimiento dentro de la Embotelladora Zacatecas se divide en dos clases

principales: Mantenimiento Predictivo y Mantenimiento Correctivo.

Mantenimiento Predictivo.- Es el conjunto de actividades que se llevan acabo para evitar una no conformidad.

Mantenimiento Correctivo.- Es el conjunto de actividades para eliminar la causa raz de una no conformidad y evitar que se vuelva a presentar.

2.1. MANTENIMIENTO ESCENCIAL DE UN MOTOR TRIFASICO DE

INDUCCIN JAULA DE ARDILLA DE BAJA TENSIN. Algunos de los aspectos ms importantes concernientes al buen mantenimiento de

motor trifsico se explican a continuacin.

35

o Limpieza: el exterior del motor debe mantenerse libre de aceite, polvo, suciedad, agua o agentes qumicos. Para motores autoventilados es muy

importante mantener la entrada de aire libre de cuerpos extraos.

o Humedad: Un tapn removible en la parte baja de la carcasa permite el drene de humedad acumulada. Es necesario drenar regularmente.

o Temperatura: los aparatos elctricos se calientan operando bajo condiciones normales. Aunque algunas partes pueden sentirse calientes al

tacto, el motor puede estar dentro de los lmites normales. Bajo los

siguientes criterios: 135 C para aislamiento clase F, 110C para

aislamiento clase B y 150 C para aislamiento clase H.

o La flecha del motor debe girar libremente. o Rodamientos de carga. Generalmente el o los baleros superiores soportan

la alta carga externa de las mquinas accionadas. Si es necesario su

reemplazo, el nuevo rodamiento debe ser del mismo tamao y tipo del

original. La vibracin excesiva puede daar severamente los rodamientos.

Para proteger lo mejor posible los rodamientos del motor hay que verificar

tambin la tensin de bandas o cadenas y buena lubricacin todo el tiempo.

La lubricacin por grasa generalmente es para por lo menos tres meses de

operacin.

o Aislamiento. Es necesario la verificacin peridica de la resistencia de aislamiento. Un Megger manual de no ms de 500 volts es el mtodo ms

conveniente y seguro. Las normas del Instituto de Ingenieros Elctricos y

Electrnicos Inc. (IEEE), recomiendan que la resistencia de aislamiento del

bobinado del estator a 75 C, medida a 500 Volts C.C. despus de un

minuto no deber ser menor que:

Voltaje nominal de la mquina + 1000 = Resistencia de aislamiento en

1000 Megohms

36

2.2. MANTENIMIENTO PREDICTIVO. Para llevar el control e historial de cada mquina del proceso, tanto del

mantenimiento predictivo, como correctivo, se utiliza un software como auxiliar de

esta actividad, llamado MP 7.2. Dentro de este software podemos encontrar una

base de datos con el siguiente grupo de equipos. Describir brevemente las

actividades ms importantes que mi puesto desempea en dicha mquina.

1. CALDERA SELMEC CBH-100. La caldera proporciona el vapor necesario

para el saneamiento de equipo y calentamiento de Sosa en la Lavadora de

Botellas. Tiene una capacidad de 1568 Kg/hr y una presin mxima de 10.5

kg/cm2. Respecto al sistema elctrico cuenta con un Secuenciador

electrnico Honeywell. El mantenimiento elctrico ms recurrente es al

Motor principal de 7.5 Hp cada 6 meses se le cambiaran baleros, y se

revisa el estado del embobinado. Tambin se verifica el correcto

funcionamiento de los aparatos de instrumentacin necesarios para

monitorear presiones y temperaturas.

2. CAPSULADOR ALCOA KUPI 16/56231. El capsulador es parte de la

mquina llenadora de la Lnea 2. El principal mantenimiento a este equipo

refiere a la revisin o cambio segn se requiera de los sensores

fotoelctricos que son necesarios para el correcto funcionamiento.

3. CARBONATADOR CROWN CORK DT-45. Cuenta con un control elctrico

aun a base de relevadores y contactores. El carbonatador esta relacionado

directamente con el lazo de control de un Regulador de Presin llamado

Taylor. Es de mucha importancia este proceso ya que aqu se aade el

Co2, que caracteriza a la bebida y los rangos de volumen de dicho gas

afectaran directamente la calidad del producto. La figura 2.1 muestra los

dispositivos que integran este proceso.

37

Se realiza el reapriete de conexiones peridicamente para evitar falsos

contactos, es importante el funcionamiento del sistema de control de nivel,

se muestran conexiones internas de un controlador de nivel en la figura 2.2.

Estos dispositivos se encuentran controlando el nivel de lquido dentro de

los tanques que aadiran el CO2 a la bebida. Las conexiones de las varillas

que tocaran el producto se muestran en la figura 2.2.1.

Figura 2.1. Lazo de Control de presin de Co2 al Carbonatador.

38

Figura: 2.2. Conexiones internas de un controlador de nivel warrick.

Figura 2.2.1 Principios de operacin de un warrick o control de nivel.

4. COMPRESORES DE AIRE INGERSOLL RAND. Las tres unidades de

compresin con las que cuenta la embotelladora son de 40 HP cada uno,

con una capacidad de 140 PSIG, son los encargados de distribuir aire

comprimido para las distintas funciones necesarias dentro del proceso de

produccin. El mantenimiento elctrico que se realiza en estos dispositivos

39

es: la revisin de los dispositivos de control como contactores y limpieza a

las tarjetas electrnicas que controlan bsicamente todo el sistema

mediante sensores de presin ubicados dentro de las unidades. La revisin

de conexiones en los interruptores termomagnticos, por la alta demanda

de corriente por la que son expuestos. Se realiza como parte del

mantenimiento predictivo una revisin a base de termografa en este equipo

para eliminar y evitar falsos contactos.

Al motor se le hace cambio de baleros y se le revisa el embobinado.

5. COMPRESORES DE REFRIGERACIN. MYCOM N160VMDO. Los

principios de operacin de estos compresores comienza cuando Gas a baja

presin es succionado por los compresores del Acumulador de Presin y es

descargado a Alta presin a los separadores de los condensadores

evaporativos. El lquido condensado drena por gravedad al recipiente

piloto, el cual manda el condensado a travs de una vlvula check hacia el

recipiente de presin constante.

En el recipiente se encuentra una vlvula flotadora que detecta el nivel de

lquido dentro del recipiente, cuando el nivel sube, la vlvula check abre y la

presin baja. Cuando baja el nivel en el tanque en el recipiente piloto, la

vlvula flotadora a travs del conducto hacia la vlvula check piloto se

ejerce una presin que cierra la vlvula, en ese momento se observa un

incremento de presin. En la figura 2.3. se muestra un esquema general de

este principio de operacin.

El liquido condensado entra al recipiente de presin constante

aproximadamente a 90 PSIG esto se debe a que la presin es controlada

por una vlvula reguladora, la cual se calibra a esta presin y desfoga el

excedente hacia el acumulador de succin.

Dentro de los condensadores evaporativos de tres partes de amoniaco

lqudo que entran una se evapora y fluye a la vlvula reguladora de presin.

La cual controla la presin en el serpentin a 45 PSIG, interviene la torre de

enfriamiento como auxiliar y regula a 75 PSIG. Esto es como seguridad.

40

El lquido y gas fluyen por el cabezal de succin hasta el acumulador

general donde el lquido se separa del gas.

El gas es succionado nuevamente por los compresores y el lquido drena

por gravedad a la trampa Phillips. Cuando la Trampa Phillips se llena el

Switch flotador instalado en ella, opera. Por medio del tablero de control del

Sistema Phillips, se energizar la bobina de la vlvula de tres vas cerrando

la lnea de venteo y abriendo la lnea de alta presin que provienen del

cabezal de descarga. Lo que provoca que la presin de la trampa Phillips

aumente y fluya el amoniaco lquido de la trampa Philips al recipiente

constante por diferencia de presiones.

Figura 2.3 Sistema de enfriamiento.

Un timer en el tablero de control restablece el ciclo de llenado de la Trampa

Phillips 6 Seg.

41

Los interruptores de control de capacidad de los compresores debern de

calibrarse para cargar a 35 PSIG y descargar a 25 PSIG aproximadamente.

Las actividades elctricas para este equipo son bastante amplias, ya que

involucran varios dispositivos. Primeramente los compresores en si implican el

mantenimiento a sus tableros elctricos, donde encontraremos contactores,

relevadores y equipos de control que peridicamente son revisados. Tambin

se realiza un estudio de termografa para evitar falsos contactos dentro de los

interruptores termomagnticos. Cabe mencionar que la alimentacin para estos

dispositivos es de 440 V. Contienen un motor de 150 Hp y una capacidad de:

Estas unidades son utilizadas principalmente para el enfriamiento de la bebida

antes de ser carbonatada, su principal elemento refrigerante es el Amoniaco,

recordemos que la bebida para poder adquirir el CO2, necesita tener una

temperatura de 0 C aproximadamente. El equipo completo de enfriamiento

comprende tambin el Enfriador de Bebida Crown Cork, que est instalado en cada una de las Lneas de produccin. Estos equipos son controlados

tambin por los warrick y llevan un control a base de relevadores que actan

en conjunto con el Carbonatador, pues depender de la demanda con la que

este trabaje. Aunado a estos equipos trabajan Los condensadores evaporativos, la embotelladora cuenta con dos unidades. El condensador evaporativo 1, tiene 4 motores de 5 Hp y una motobomba de 7.5 Hp. La cual

requiere de mantenimiento peridico tanto para los motores como en los

contactores que actan desde el Centro de Control de Motores. Y que son

activados por una seal del desde un microprocesador en el compresor de

Amoniaco 4. Que se encargar de monitorear presiones de trabajo.

6. DEPALETIZADORA LITTON S/A 77LL-3736-RH. Este equipo trabaja en

funcin del envase de vidrio solamente, que es procesado en la Lnea 1. Su

funcin es precisamente la de auxiliar a Depaletizar las tarimas de envase

que llegan del mercado. Su mantenimiento es necesario en las piezas de

Contactores que actan para mover los 7 motores que se utilizan en este

42

proceso. Por supuesto el mantenimiento a cada motor es necesario y se

realiza peridicamente. El control de est mquina es dirigido por un PLC

16/2 de Allen Bradley, que por cierto acabamos de actualizar al pasar la

programacin del Sistema operativo MS-dos, en el que el anterior PLC

trabajaba, al Sistema en escalera que actualmente utilizan los PLC, y

utilizando un SLC 500 de Allen Bradley para el nuevo control.

7. DESEMPACADORAS MECANICAS SERV. S.A. 1990. A pesar de ser

desempacadotas mecnicas, el mantenimiento elctrico tambin abarca

estos equipos. Ya que llevan un motor de 1.5 HP, y por supuesto un control

que incluye microswitch, relevadores, variadores de velocidad, y una lgica

de control. Tambin este tablero fue modificado, ya que anteriormente

existan varios tableros pequeos que contenan el control distribuido.

Optamos por juntar el control total y aadir los variadores de velocidad en

un solo tablero actualizado.

8. EMPACADORA ESTANDAR KNAAP 396. Este equipo se encarga de

acomodar el producto en canastillas o cajas de plstico, para poder ser

transportadas y distribuidas al mercado. Totalmente automtica, es operada

por un PLC SLC 500, variadores de velocidad, relevadores, contactores que

reciben mantenimiento predictivo peridicamente. Esta empacadora se

encuentra funcionando solo en la Lnea de PET.

9. LABORATORIO.- Es uno de los puntos dentro de la embotelladora que

cuenta con la tecnologa ms actual. Controlando un sala de 9 Tanques de

jarabe Terminado. 2 Tanques de Jarabe Simple y la transferencia de jarabe

hacia ambas lneas. El Sistema es monitoreado y controlado totalmente

desde un PC central en el cuarto de control. Utiliza un ramal de Vlvulas

inteligentes de la marca: Tetra Pack, utilizan un bus de red de

comunicacin llamado ASI-BUS, que es capaz de identificar

individualmente a cada vlvula asignndole un nmero de identificacin

43

nico (TAG), y por medio de un solo cable, con dos hilos proporciona

voltaje y seal a cada vlvula. Por lo que se reduce en gran cantidad el

volumen de cables y la identificacin de cada uno. El mantenimiento que

constantemente se da, es el reprogramar vlvulas que por algn motivo

pierden su posicin. Como es un rea de mucha humedad tambin se

revisan los sensores de nivel y dems componentes electronicos.

10. LLENADORA DE BOTELLAS MOD 72/15. A este equipo fundamental de la

lnea de produccin le rediseamos el control aqu mismo en la

Embotelladora. Cambiando el control en base a relevadores a un control

electrnico, por medio de un PLC Micro Logix 1500, y una pantalla de

interfase para el operador. Con esta modificacin el operador puede realizar

las maniobras propias de cada produccin, visualizar la velocidad de

produccin del equipo y el conteo de produccin total. El mantenimiento

ms constante lo lleva el motor trifsico de 7.5 HP, donde revisamos

embobinado y cambio de baleros. Adems de los componentes como

microsiwtch, variadores de velocidad, sensores fotoelctricos. Que utiliza el

mismo equipo.

2.3. MANTENIMIENTO CORRECTIVO. En la seccin anterior se habl un poco del mantenimiento preventivo que se

da a algunos de los equipos que se encuentran dentro de la embotelladora.

Es una pequea parte, porque los equipos son muy diversos. Sin embargo el

mantenimiento correctivo puede mostrarnos cuales son los equipos que

requieren de mayor atencin y se mostrarn en las Tabla 2.1.1. Tabla 2.2.1.

Tabla 2.3.1. y en el peor de los casos, cual es el equipo que requiere de

alguna modificacin o rediseo.

44

TABLA 2.1. Correctivos del ao 2003.

ENERO 8 JUNIO 4

FEBRERO 2 JULIO 7

MARZO 5 AGOSTO 6

ABRIL 7 SEPTIEMBRE 6

MAYO 7 OCTUBRE 3

JUNIO 4 NOVIEMBRE 8

JULIO 7 DICIEMBRE 1

TOTAL 64

Los equipos que mayor nmero de correctivos registrados en el ao 2003 se

muestran en la tabla 2.4.1. Esta tabla muestra los equipos con mayores correctivos los dems equipos solo presentan 1 correctivo.

TABLA 2.2.1. Correctivos del ao 2003 por equipo.

EQUIPOS: NO. DE

CORRECTIVOS

1. ENFRIADOR LINEA 1 7

2. REVISADOS DE LLENO LINEA 2 6

3. CONTROLADOR TAYLOR LINEA 1 5

4. SOPLADOR DE CORONA 5

5. LAVADORA DE BOTELLAS 4

6. LLENADORA LINEA 1 3

7. RESISTENCIAS ELECTRICAS HORNO IDEAL 3

8. CARBONATADOR LINEA 2 2

45

TABLA 2.2. Correctivos del ao 2004

ENERO 4 JULIO 1

FEBRERO 0 AGOSTO 0

MARZO 4 SEPTIEMBRE 0

ABRIL 2 OCTUBRE 0

MAYO 1 NOVIEMBRE 0

JUNIO 3 DICIEMBRE 8

TOTAL 24

Los equipos que mayor nmero de correctivos registraron en el ao 2004 se

muestran en la tabla 2.2.1. Esta tabla muestra los equipos con mayores

correctivos registrados y son los equipos mas representativos. Los dems

equipos slo presentaron un correctivo en el ao.

TABLA 2.2.1 Correctivos del ao 2004 por equipo.

EQUIPOS: NO. DE

CORRECTIVOS

1. CARBONATADOR LINEA 1 3

2. TRANSPORTADORES DE CAJAS PALETIZADO 2

3. LAVADORA DE BOTELLAS 2

4. REVISADOR ELECTRONICO 1

5. RESISTENCIAS ELECTRICAS HORNO IDEAL 2

46

TABLA 2.3. Correctivos del ao 2005.

ENERO 1 JULIO 0

FEBRERO 0 AGOSTO 2

MARZO 0 SEPTIEMBRE 0

ABRIL 0 OCTUBRE 0

MAYO 1 NOVIEMBRE 1

JUNIO 1 DICIEMBRE 1

TOTAL 7

Los equipos que mayor nmero de correctivos registraron en el ao 2005 se

muestran en la tabla 2.3.1. Esta tabla muestra los equipos con mayores

correctivos registrados y son los equipos mas representativos. Los dems

equipos slo presentaron un correctivo en el ao.

TABLA 2.3.1 Correctivos del ao 2005 por equipo.

EQUIPOS: NO. DE CORRECTIVOS

1. Compresor de amoniaco No. 4 1

2. Sistema de lubricacin 1

3. Lavadora de Botellas 2

47

CAPITULO 3

INSTALACION Y PUESTA EN MARCHA DEL REVISADOR ELECTRONICO

El avance tecnolgico actual, permite una eficiencia y disminucin de los tiempos

de produccin. El compromiso de la Embotelladora Zacatecas es otorgar un

producto de calidad. Motivo por el cual en el ao 2002, el grupo Continental

adquiere a la Marca Alemana Krones, Los equipos electrnicos de revisin de

envase. La maquina que es asignada a la embotelladora Zacatecas es la K712-

541. Este equipo est diseado para evaluar cada botella en la parte interior del

fondo, en la primera etapa. Con motivo de la modificacin de la Lnea de

Embotellado No. 1 se genero la necesidad de modificar la orientacin de los

transportadores de botella y a su vez la instalacin elctrica de la Lnea existente,

para dar cabida a los nuevos equipos que se adicionarn con la Ampliacin en

cuestin.

3.1. INSTALACIN ELECTRICA.

Actualmente, la Lnea se encuentra operando alimentada desde el Centro de

Control de Motores No. 1, cuya alimentacin se toma del Centro de Distribucin de

Baja Tensin de 220 VAC, del transformador No. 1 de 750 kVA. La carga que se

incorpor con la modificacin esta descrita en la Tabla 3.1 el interruptor del CCM

No. 1 que es de 3P, 350 Amp.

TABLA 3.1. Estudio de Cargas para modificacin de Sistema de Transportadores.

Servicio Cantidad H.P. Amperes Total Amperes

7 Pzas 1.0 hp 3.6 25.2 AMP Motores

2 Pzas 1.5 hp 5.2 10.4 AMP

Inspector Krones 1 Pza 30 30 AMP

TOTAL:

65.60 AMP

48

Por el valor de amperes que se obtuvieron se coloc cable de calibre 2 AWG que

soporta una corriente de 115 Amp para alimentar el tablero principal. Con un

Interruptor de 100 Amp.

Para poder alimentar cada motor tambin se realiz un estudio de cargas que ser

descrito en la Tabla 3.2.

Tabla 3.2. Clculo para conductores de motores.

Capacidad Amperaje Longitud max Conductor

1.5 HP 5.2 46 mtrs 14 AWG

1 Motor= 5.2 x 1.25 = 6.5 Amp; por lo que se designa un conductor de Calibre 14

AWG con una capacidad de 20 Amp.

Los trabajos de montaje fsico de los transportadores tambin comienzan con la

recepcin de materiales e identificacin de los mismos. El revisador electrnico es

colocado dentro de la Lnea de Vidrio donde desempea su funcin una vez

puesto en marcha. El peso del revisador es de 2 Toneladas aproximadamente. Por

lo que fue necesario la intervencin de una Gra, para el desembarque del equipo.

Los trabajos de montaje de nuevos tramos de transportadores de botella tambin

son comenzados. Con dichos cambios surgi como imprevisto el cambio de lugar

del Mezclador de Bebida. Este cambio implicaba el reacomodo de tuberas

elctricas, tubera sanitaria, tuberas de aire. Antes de comenzar en forma con el

montaje del nuevo equipo.

El periodo de inicio de recepcin y montaje de trasportadores es desde del da 18

de Enero del 2002 hasta el 30 de Marzo del 2002.

Con el apoyo de personal externo de la Electro-constructora del Golfo, S.A. de

C.V. especialistas en Ingeniera Elctrica, Control y Automatizacin. Se sincroniza

la automatizacin de transportadores a la entrada del revisador electrnico, con

este mismo.

49

3.2. LGICA DE OPERACIN DEL SISTEMA DE TRANSPORTADORES. El sistema de Transportadores est considerado para una Lnea de Embotellado

de vidrio. El objetivo principal del sistema automtico es armonizar la velocidad de

transportacin de envase vaco en toda su trayectoria evitando presin entre

botellas y llevando una velocidad proporcional con referencia a un Eje central que

en este caso es la Llenadora a travs del Inspector de Botellas. La consecuencia

directa del control de velocidad es el ahorro de energa elctrica al controlar el

encendido de los motores de forma automtica y el aumento de eficiencia del

sistema.

3.2.1. DISEO DEL SISTEMA.

El Diseo del Sistema se basa fundamentalmente en la transmisin de una seal

de velocidad del Inspector Electrnico de Botellas, Krones a un controlador lgico

programable (PLC) el cual enva una seal de salida a los diferentes equipos que

componen el sistema para mantener o modificar su estatus de velocidad segn las

condiciones de saturacin de la Lnea.

3.2.2. CONSIDERACIONES DE DISEO. Manual Automtico.- El Sistema est diseado para Trabajar en todo momento en modo Automtico pero tiene la alternativa de ser operado

manualmente al ser requerido con solo efectuar la seleccin con un selector desde

la Terminal de operacin de la llenadora.

Zonas de Operacin.- El sistema se encuentra dividido en Zonas de Control en cuanto al sistema de transportadores. A continuacin se describen las Zonas en la

tabla 3.3.

Tabla 3.3. Divisin de Zonas de transportadores

ZONA 4 A ENTRADA DE INSPECTOR DE BOTELLAS Y ALINEADOR

CERO PRESIN.

ZONA 4 B TRANSPORTADOR DE BOTELLAS RECHAZADAS

ZONA 4 C SALIDA DEL INSPECTOR DE BOTELLAS Y ENTRADA A

LLENADORA.

50

CONTROL DE ARRANQUE Y PARO.- En automtico, para el Arranque del Sistema slo hay que operar el selector de Manual y Automtico, aun en

Automtico, las estaciones de botones localizadas en la Lnea para Arranque y

Paro de cada Zona continan estando habitadas; s se desea parar toda la lnea,

se debe operar el selector y colocarse en la posicin de OFF. Si se desea para

solo una o ciertas zonas, se deber operar la estacin de botones de cada una; el

Paro de Toda la Lnea solo es recomendable cuando es estrictamente necesario

parar, como en la Terminacin de un turno de produccin. De otra manera, se

recomienda para garantizar la continuidad del Sistema. En modo Manual deben de

operarse las estaciones de botones existentes en cada zona para el Paro y

Arranque.

PARO DE EMERGENCIA.- Por normas de seguridad, existe un Paro de Emergencia en el Tablero de Control Principal, que deshabilita Todas las Zonas de

la Lnea antes mencionadas con solo oprimirlo. Este Botn es solo para casos de

Paro de Emergencia, normalmente no se debe utilizar. Una vez accionado el Paro

de Emergencia se deber restablecer todo el Sistema (no importando si est en

Manual o Automtico) mediante el botn de MASTER, que al accionarse prepara

el Sistema para un nuevo Arranque.

REFERENCIA DE VELOCIDAD.- Las velocidades base de Todos los transportadores son proporcionales a la Velocidad de la Llenadora pero esta seal

actualmente viene del Inspector Krones y estn estudiadas de tal manera que

respondan a las necesidades de la Lnea, es decir que abastezcan y desalojen a

los equipos para una continuidad adecuada del proceso. Con estas velocidades se

establece la Velocidad de Referencia. Cualquier cambio de velocidad se realizar

automticamente en forma proporcional a estos parmetros. En el caso de que la

llenadora Pare, actualmente los transportadores de alimentacin hacia el inspector

Krones pararn slo si accionan la botonera, pero antes se queda en una

velocidad base. Al arrancar de nuevo, si la nueva velocidad del inspector Krones

es mayor a una velocidad especifica el sistema tomara la velocidad que de el se

recibe, el sistema tardar tres segundos en seguirla.

51

ARRANQUE DEL SISTEMA.- Durante la fase de Arranque, el Sistema seguir su Velocidad Base, aunque la Llenadora est parada, haciendo caso omiso de la

referencia de velocidad del Inspector Krones. Esto es debido a que durante el

Arranque, la Llenadora est sujeta a paros y arranques por necesidades

operacionales. Una vez que la primera botella cruzado los sensores de entrada del

inspector krones, el Control del Sistema de Transportadores para al Mando del

inspector Krones. Comenzarn a arrancar las Zonas de Control en forma de

cascada despus de 5 segundos de haber seleccionado en modo automtico.

3.3. MODO DE OPERACIN

El Modo de operacin de cada Zona, es expuesto a continuacin. Como

informacin adicional en la tabla 3.4. se muestran las posibles fallas que pueden

llegar a presentarse y la accin correctiva.

ZONA 4 A (ALINEADOR DE CERO PRESION Y ENTRADA AL INSPECTOR KRONES. A la entrada de botella al alineador cero presin y al inspector Krones los

transportadores responden a la seal de velocidad de referencia que viene del

inspector de botellas pero cuando el inspector no detecta acumulacin de botella

en su transportador de entrada y confirmamos con el sensor de acumulacin de la

zona 4 A que esta a la entrada del alineador cero presin no hay acumulacin,

entonces aumentamos la velocidad para alinear al inspector de botellas y despus

de que detecte botella regresar a la velocidad de referencia que nos manda el

inspector Krones. Tambin se cuenta con dos fotoceldas que detectan la

presencia de no alineacin y no presencia de botella en el alineador. Adems de

poder apagar y encender los transportadores de la zona segn se requiera con la

botonera que se encuentra en el alineador de cero presin.

52

TABLA 3.4. DESCRIPCIONES DE FALLOS DEL SISTEMA.

NOMBRE DEL FALLO DESCRIPCION DEL

FALLO

ACCION CORRECTIVA

Baja tensin

Sobretensin

Sobrecarga en variador

Disparo de guarda

motor

La tensin debajo de 220

VAC puede causar un

mal funcionamiento en

algn equipo del tablero

La tensin mxima de

200 VAC puede causar

un mal funcionamiento en

algn equipo del tablero.

Debido a una falla

mecnica en los

transportadores o existe

una carga excesiva en el

motor

Debido a una falla

mecnica en los

trasportadores o existe

una carga excesiva en el

motor

Controle la lnea de CA

de entrada para

determinar si existe baja

tensin.

Controle la lnea de CA

de entrada para

determinar si existe baja

tensin.

Checar componentes

mecnicos o prolongue el

tiempo de

desaceleracin.

Checar componentes

mecnicos o prolongue el

tiempo de

desaceleracin.

ZONA 4 B ( TRANSPORTADOR DE BOTELLA RECHAZADA) El transportador de botellas rechazadas funciona de la siguiente manera: En el

Inspector Krones en un costado izquierdo se encuentra un selector de dos

53

posiciones que se coloca en la posicin del lado derecho. Entonces si el inspector

de botellas, no est en paro de emergencia, el transportador est en marcha,

parar hasta que se ponga en Paro de Emergencia, debido a paro del Sistema del

tablero Principal o simplemente moviendo el Selector a su posicin de OFF.

ZONA 4 C (SALIDA INSPECTOR KRONES Y ENTRADA A LLENADORA)

La velocidad de referencia de los tres motores a la salida del inspector es

controlada por el inspector de botellas de Krones pero la Zona se puede parar de

acuerdo a ciertas condiciones tales como: el paro de emergencia del inspector

electrnico, las fotoceldas de botella cada a la entrada de la llenadora adems del

paro por botones ubicada en la llenadora.

3.4. LTIMA ETAPA DE MONTAJE DEL INSPECTOR KRONES. En el periodo del 13 de Abril del 2002 al 20 de Abril del 2002; personal tcnico de

Krones, Mxico; comienza a conectar las seales de fotoceldas, sensores,

fuentes de voltaje y conexiones en los distintos dispositivos de control que utilizar

el inspector electrnico.

La ultima etapa la Realiza personal de Krones, Alemania; a partir del 22 de Abril

del 2002, corrigiendo fallos de comunicacin que se tenan presentes en el

Sistema. Y acomodando parmetros para las cmaras de inspeccin de fondo,

Tambin es en esta etapa donde se intercambian seales necesarias tanto del

Sistema Automtico de transportadores, realizado por personal de ECGSA y

Krones. Finalmente el 26 de Abril del 2002 comienza funciones formalmente

durante produccin el Revisador Electrnico, mostrado en la figura 3.1.

En esta figura se puede observar los puntos de los dispositivos ms importantes

como lo es la cmara de inspeccin de fondo, la cmara de Lquido residual, el

Pusher, y el soplador de Fondo.

54

FIGURA 3.1. VISTA SUPERIOR DEL REVISADOR ELECTRONICO.

3.5. EL REVISADOR ELECTRONICO LINATRONIC 712-541. Bajo el Sistema de Windows NT, y un monitor Touch-Screen el operador puede

tener un interaccin con el dispositivo, que le permitir monitorear el rechazo y

evaluacin de cada envase.

3.5. 1. INSPECCION DE FONDO. Principio de funcionamiento. El fondo del envase se ilumina perfectamente con

ayuda de una lmpara estroboscpica segn el principio de transmisin de la Luz.

Un sensor de deteccin de la claridad integrado en la cmara regula el tiempo de

exposicin de acuerdo con el paso de luz que permite cada material. El sensor de

la cmara CCD genera una imagen digitalizada del fondo del envase, dato que

cargar directamente en la memoria del PLC, elaborndose en tiempo real. Sin

alterar el flujo de produccin.

55

3.5.2. ELEMENTOS DE MANDO.

1. Interruptores mecnicos:

Botn de PARADA DE EMERGENCIA. Con este botn, la mquina se podr detener inmediatamente en cualquier

momento.

Lmpara piloto. Se ilumina si hay fallos en la comunicacin entre los componentes electrnicos y

el PLC.

Se apaga si el fallo se ha eliminado y confirmado.

Botn mquina paso a paso. Para mover la mquina lentamente o paso a paso.

Botn luminoso ( en la entrada ). Se ilumina si surgen huecos en el flujo de envases o si hay envases tumbados o

demasiado altos (mensaje de fallo: control de la entrada en la pantalla

tactosensible).

Se apaga si se pulsa despus de haber eliminado el fallo.

2. Terminal de mando (pantalla tactosensible).

La pantalla tactosensible permite al operador interactuar de manera amigable con el equipo, otorgando informacin sobre fallas, estadsticas, evaluacin de

envase y permite realizar los cambios de envase, para cada caso particular.

3.6. SISTEMA

Como se muestra en la figura 3.2. Las unidades de inspeccin por cmara constan

de: cmara, CPU, Framegrabber y bloques de alimentacin. El Controlador

Tracking Controller rene los resultados de la evaluacin, coordina funciones

electrnicas y mecnicas y comanda la eliminacin. Adems pone a disposicin

estadsticas, indicadores de perturbacin.

La Arquitectura de la plataforma de inspeccin es mostrada en la figura 3.3. y es el

principio de operacin de funcionamiento del inspector krones.

56

Figura 3.2. Estructura del Sistema

Figura 3.3. Arquitectura de la plataforma de inspeccin, seccin ordenador

principal.

57

Dentro de la Arquitectura de plataforma se mencionan varios dispositivos que ser

necesario ampliar.

Controlador MC6. Tarjeta de microcontrolador para el tratamiento de seales de eliminacin,

el registro de desplazamiento, todas las funciones de tiempo real, mando de

las tarjetas de entrada y de salida.

RS232 Interfase en serie, nivel >8V y

58

Figura 3.3.2. Arquitectura de la plataforma de inspeccin, seccin de mdulos.

Bus del Controlador Para accionar las tarjetas de entradas y salidas desde el microcontrolador

MC6, datos de 8 bits, direcciones de 8 bits.

Figura 3.3.3. Arquitectura completa de la plataforma de inspeccin.

59

3.7. EYECTOR KRONES El eyector de Krones sirve para el rechazo de envases, en combinacin con una

inspeccionadora. En la figura 3.4. se muestra el tipo de Eyector con el que cuenta

el Inspector K712 541. Para mover los envases con seguridad, y evitando que

los envases se vuelquen o se tambaleen, la fuerza de rechazo acciona con un

ngulo de 45 hacia abajo.

Figura 3.4. Eyector Krones.

Estructura:

Elemento de empuje con bscula, una placa de plstico con resortes para

rechazar los envases.

Cilindro neumtico de doble accin para accionar el elemento de empuje. Vlvula 5/3 para el mando.

60

Funcionamiento:

Por la presin de servicio el elemento de empuje es desviado en direccin

horizontal. La bscula se coloca en la pared del envase y transmite el impulso

total. El rechazo se efecta con seguridad, sin peligro de que los envases se

vuelquen.

Caractersticas.

Sentido de desplazamiento del elemento de empuje en 45 en relacin con el

envase, rechazo sin peligro de que los envases se vuelquen.

Sincronizacin mediante el impulso del transportador, seguridad absoluta de

rechazo para cada velocidad de transportador.

Contacto eyector/envase por toda la longitud, reparto uniforme de fuerza por la

pared del envase, incluso tratndose de envases de diferentes alturas.

El impulso de empuje acciona progresivamente sobre el envase, aceleracin

exenta de sacudidas.

61

CAPITULO 4

CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE

4.1 NACIMIENTO DEL CONTROLADOR LOGICO PROGRAMABLE (PLC). El desarrollo e introduccin de los relevadores hace muchos aos, fue un paso

gigantesco hacia la automatizacin, esto trajo como consecuencia incrementos en

la produccin. La aplicacin de los relevadores hizo posible aadir lgica a la

operacin de las mquinas, realizar secuencias de operacin, programar tiempo

de retrasos, conteo de eventos, o hacer un evento dependiente de que ocurriera

otro.

Los relevadores con todas sus ventajas tambin tienen sus desventajas. Tienen

un periodo de vida limitado, su naturaleza electromecnica dictamina que

despus de un tiempo de uso, estos sern inservibles o simplemente sus partes

conductoras pueden quemarse o fundirse en un momento dado.

Tal vez su inconveniente ms importante es la naturaleza fija. La lgica de un

panel hecho a base de relevadores es establecida por los ingenieros de diseo, se

implementa entonces colocando los relevadores en el panel y se alambra como se

prescribe. Mientras que la mquina dirigida por el panel de relevadores continua

llevando a cabo los mismos pasos y en la misma secuencia todo est bien, pero

cuando existe una modificacin en el diseo del producto o un cambio en la

secuencia de operaciones de est mquina para llevar a cabo su produccin la

lgica del panel debe ser rediseada.

Si el cambio es lo suficientemente grande, una opcin ms econmica puede ser

desechar el panel actual y construir otro nuevo.

El problema anterior fue el mayor que enfrentaron los productores de automviles

a mediados de los aos sesentas. A lo largo de los aos se haban automatizado

altamente las operaciones de produccin mediante el uso de relevadores. Cada

vez que se necesitaba un cambio en algn panel de control, se inverta en el una

62

gran cantidad de trabajo, tiempo, material, sin tomar en cuenta la gran cantidad de

tiempo de produccin perdido.

La computadora ya exista en esos tiempos y les dio la idea a los fabricantes de

que la clase de control que ellos necesitaban poda ser llevado a cabo con algo

similar a la computadora. Las computadoras en s mismas no eran deseables para

aplicaciones industriales por un buen nmero de razones.

Los requerimientos bsicos que se plantearon en aquella poca, para el diseo de

este nuevo producto de uso industrial fueron los siguientes:

- Todos los componentes del sistema deberan de ser capaces de operar en un

ambiente industrial sin necesidad de algn otro equipo de soporte.

- Contaran con una memoria interna para almacenar un programa de control y

datos. La memoria no perdera el programa aunque al dispositivo de control le

faltar el voltaje de alimentacin.

- El dispositivo de control debera de ser fcilmente programable y

reprogramable por el usuario, con un mnimo de interrupcin de su servicio.

- De fcil mantenimiento y reparacin; para esto se incluiran mdulos

intercambiables e indicadores de estado para reducir a un mnimo de tiempo

de bsqueda de fallas.

- La electrnica de control deba de ocupar menos espacio y consumir menos

potencia que los sistemas de control de relevadores.

- El dispositivo en cuestin deba ser capaz de comunicarse con una unidad

central para reporte de su estado y monitoreo.

- La electrnica de control debera de tener la opcin de expandirse fcilmente

con un mnimo de alteraciones en el sistema.

La ingeniera electrnica estaba frente a un gran reto: disear un artefacto que,

como una computadora, pudiese efectuar el control y tambin ser fcilmente

reprogramable pero adecuado para el ambiente industrial. El reto fue enfrentado y

a finales de los aos sesentas se entreg el primer dispositivo, que le dara forma

63

a lo que hoy se conoce como Controlador Lgico Programable (PLC), en las

plantas ensambladoras de automviles de Detroit, Estados Unidos.

Actualmente cada fabricante de PLCs excede con mucho estos requerimientos

bsicos y lo han convertido en una alternativa de gran versatilidad y seguridad

para los sistemas industriales a base de relevadores.

4.2 DEFINICION DE UN PLC

De acuerdo con la definicin de la NEMA (National Electrical Manufactures

Assotiation), un Controlador Lgico Programable es: Un dispositivo electrnico

operado digitalmente, que usa una memoria programable para el almacenamiento

de instrucciones, en la figura 4.1. se muestra un esquema bsico de conexin. Un

PLC es utilizado para implementar funciones especificas tales como lgica,

secuenciacin, registro, y control de tiempos, conteo y operaciones aritmticas

para controlar, a travs de mdulos de entradas y salidas digitales y/o analgicas,

varios tipos de mquinas o procesos.

FIGURA 4.1. Esquema bsico de conexin.

64

Todo control programable podemos dividirlo en cuatro bloques o elementos

principales, en la figura 4.2. se pueden observar estos elementos bsicos.

1. Unidad Central de Proceso (CPU).

2. Bloques de entradas/salidas (E/S).

3. Fuente de Voltaje.

4. Interfases de comunicacin.

Figura 4.2. Elementos bsicos de un Controlador Lgico Programable.

4.3 UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU) El procesador o Unidad Central de Proceso (mejor conocido como CPU), es el

cerebro del controlador. La electrnica interna del CPU est formada por un

microprocesador, circuitos de memoria, y circuitos auxiliares. Gracias al

microprocesador, el PLC puede ejecutar una serie de instrucciones (programa) en

un tiempo muy corto (milsimas de segundo), hacer operaciones aritmticas y

lgicas, simular dispositivos de campo como temporizadores, contadores,

programadores cclicos; hacer transferencia de informacin entre el sistema de

entrada/salida y la memoria, as como entablar comunicacin con el usuario por

65

medio de las terminales de programacin y de datos o bien de otros dispositivos

inteligentes (PLCs, computadoras, etc.).

Una vez que un programa de funciones lgicas o lista de instrucciones se

introduce en el PLC, ste reside en la memoria del CPU hasta que es modificado

por el usuario.

4.4. TIPOS DE MEMORIA. La memoria del PLC se puede presentar en cuatro diferentes tipos: RAM, PROM,

EPROM Y EEPROM.

La memoria RAM: (memoria de acceso aleatorio) es de lectura y escritura, pero

es voltil; es decir que al faltarle el voltaje de alimentacin, sta pierde toda la

informacin que tena almacenada. Aunque una caracterstica importante es

que puede trabajar a velocidades ms altas que las otras memorias, es por eso

que se utiliza como memoria de almacenamiento del programa del PLC y los

datos que se van utilizando. La RAM se puede grabar, leer y borrar cuantas

veces sea necesario.

La memoria PROM: (memoria programable de solo lectura) es de solo lectura y

no es voltil; es decir que se programa de fabrica por primera y nica vez y

posteriormente solo se puede leer. No necesita un voltaje de alimentacin para

asegurar la informacin que se le graba. Este tipo de memoria se utiliza en el

PLC para grabar el programa inicial de arranque y se le conoce como el BIOS

del PLC y es fundamental para el funcionamiento del mismo.

Gracias al BIOS nosotros podernos darnos cuenta si el PLC esta en modo

RUN, o esta detenido (modo Program), si se detecto una falla o trabaja

normalmente.

Las memoria EPROM Y EEPROM: son de lectura y escritura y no son voltiles.

La diferencia entre ambas es que la memoria EPROM se puede borrar y grabar

solo con aparatos especiales (borrador de rayos ultravioleta y programador de

66

EPROMS); mientras que la memoria EEPROM no necesita ningn dispositivo

especial para ser borradas y grabadas, el PLC que las utiliza est capacitado

para hacerlo. Cualquiera de estas dos memorias sirve para conservar una

copia del programa que se encuentra en la memoria RAM del PLC y de esta

manera el usuario se asegura de conservar el programa por tiempo indefinido.

4.5. INTERFASES DE ENTRADAS Y SALIDAS Las interfases de entradas y salidas tambin juegan un papel importante en la

estructura del PLC; sirven de enlace entre el mundo exterior y el CPU. El

procesador conoce el estado fsico y acta sobre los dispositivos instalados en

campo, gracias a las interfases. La interfase de salida se encarga de traducir las

seales elctricas generadas por el PLC a niveles entendibles por cada actuador.

Existen dos tipos de seales elctricas pueden manejar tanto de entrada como de

salida: seales discretas y seales analgicas. La seal discreta es aquella cuyo

valor esta entre dos posibles: encendido y apagado y que elctricamente para el

PLC se traduce en voltaje o ausencia de voltaje. La seal analgica, a diferencia

de la discreta, puede tener un valor determinado dentro de muchos valores

posibles (rango).

4.6. CICLO DE OPERACIN DEL PROCESADOR.

Todo ciclo de operacin de un Controlador Programable Lgico inicia con la

visualizacin de las terminales de entradas y la actualizacin de la memoria con

los valores correspondientes. En la figura 4.3. se muestra los estados que recorre

el ciclo de operacin de un procesador durante un ciclo de operacin. En esta

primera etapa del ciclo, el procesador registra es su memoria el estado

(encendido, apagado) de cada una de las entradas externas del PLC.

Los valores registrados en la memoria, de los dispositivos de entrada externos se

utilizan para la ejecucin del programa. Los valores de salida obtenidos como

resultado de la ejecucin del programa, se registran de manera temporal en

memoria. Al finalizar la ejecucin del programa, el procesador enva a las

terminales de salida, los valores actualizados obtenidos durante la ejecucin del

67

programa. Las tres etapas del ciclo ( muestreo de entradas, ejecucin de

programa y actualizacin de salidas), son funciones separadas e independientes.

FIGURA 4.3. CICLO DE OPERACIN DEL PROCESADOR

Esto significa que cualquier cambio de estado que se de en un dispositivo de

entrada, durante la etapa de ejecucin del programa, no se tomar en cuenta

hasta el siguiente ciclo de operacin.

El tiempo que el procesador se tarda en llevar a cabo un ciclo de operacin es

variable y depende de varios factores. Los factores principales son la velocidad de

trabajo del microprocesador y la cantidad total de memoria utilizada. Sin embargo

existe un tiempo lmite dentro del cual el procesador tiene que realizar el ciclo de

operacin. Este tiempo lmite se conoce como Watchdog y se fij como una

medida de seguridad para la buena operacin del PLC.

4.7. METODOS DE PROGRAMACIN

Para introducir el programa de aplicacin en el PLC, o bien para hacer alguna

modificacin a un programa ya existente, se utilizan los dispositivos denominados

Programadores. Con el Programador, el usuario tiene acceso y control completo

68

del PLC; lo puede configurar, arrancar o detener, hacer transferencia del programa

escalera de la memoria RAM a la EEPROM y viceversa, modificar valores de

variables, probar el funcionamiento del programa, borrar la memoria, etc.

El programador ms sencillo y menos costoso es el Programador de Mano; es fcil

de transportar debido a su tamao pequeo y con un cable de conexin

relativamente corto. Otro mtodo usual de programacin de los PLCs es por

medio de una computadora y un programa que el fabricante de PLCs ofrece para

instalarse en la PC.

4.8. LENGUAJE DE PROGRAMACION

4.8.1. El Lenguaje en escalera. Un programa es una serie de instrucciones o comandos desarrollados por el

usuario que indican al PLC que ejecute acciones. Un lenguaje de programacin

proporciona reglas para combinar instrucciones de manera que produzca las

acciones deseadas.

El lenguaje de programacin de lgica escalera es una adaptacin de un diagrama

de cableado elctrico de rles, tambin conocido como un diagrama de escalera:

contactos normalmente abiertos, contactos normalmente cerrados, etc. para

despus proceder a introducirlo a la memoria del controlador.

El sistema de programacin es grafico, los smbolos que tenemos en el diagrama

de la lgica de relevadores, son similares a los que vamos a ver en la pantalla de

la computadora.

4.8.2. Diagramas elctricos de escalera.

Un diagrama elctrico representa como fluye la corriente elctrica a travs de

dispositivos para completar un circuito elctrico, estos diagramas muestran como

se interconectan entre si los dispositivos en un formato fcil de leer.

En la figura 4.4. tenemos un circuito elctrico sencillo que consta de un interruptor

y un foco.

69

Figura 4.4. Circuito Elctrico Sencillo.

Cada circuito elctrico en un diagrama se considera un rengln y cada rengln

tiene dos componentes claves: por lo menos un dispositivo de salida y un(os)

dispositivo(s) que controla(n). La operacin lgica del circuito es sencilla, el foco

se energizar si y solo si el interruptor est cerrado (condicin verdadera). Si el

interruptor est abierto (condicin falsa), el foco permanecer desenergizado.

Cualquier circuito elctrico por complejo que sea, se reduce a una condicin de

entrada que puede ser verdadera o falsa y afectar en forma directa una o varias

salidas.

Un programa de PLC utiliza smbolos parecidos a los smbolos de un diagrama

elctrico que representan dispositivos reales mientras que en el PLC representan

instrucciones de lgica de escalera para la aplicacin, existe solo en el Software.

En la figura 4.5. se muestra el diagrama equivalente del circuito anterior de la

figura 4.4. y que en lgica de escalera lo pondramos de la siguiente manera.

Figura 4.5. Circuito representado en lgica de escalera.

Como se muestra en la figura a cada elemento de la lgica de escalera se le

asigno un identificador (S1, B1) los cuales son conocidos en el lenguaje de

escalera como DIRECCION.

70

Cada programa en lenguaje escalera consiste de una serie de circuitos

individuales o escalones como el de la figura 5.5. En el diagrama de escalera

una instruccin de salida siempre aparecer en el lado derecho, de la pantalla. Y

por lo tanto una instruccin de entrada siempre aparecer del lado izquierdo de la

pantalla.

4.8.3. ORGANIZACIN DE MEMORIA. El siguiente paso consiste en asociar los elementos del diagrama con las

terminales de entrada y salida del controlador; la seleccin es generalmente

arbitraria y depende de la cantidad de terminales disponibles.

Las seales de entrada hacia el controlador se identifica con la letra I (input), En

la figura 4.6. se observan las caractersticas de identificacin de una instruccin

dentro del programa en escalera.

Figura 4.6. Instruccin de entrada dentro del programa en escalera.

Las seales de salida del controlador se identifican con la letra O (output). Ver la

figura 4.7. Es necesario especificar tambin el nmero de ranura donde se

encuentra el mdulo, seguida del nmero de entrada que ocupa ste dentro del

mdulo.

71

Figura 4.7. Instruccin de salida dentro del programa en escalera.

La memoria de un PLC est dividida en pequeas localidades denominadas

archivos. Un archivo es un lugar en la memoria donde tenemos guardada cierta

informacin; existen dos grandes grupos de archivos:

ARCHIVOS DE PROGRAMA: Donde tenemos adems del programa de aplicacin, las funciones del sistema y las subrutinas.

ARCHIVOS DE DATOS: Almacenan toda aquella informacin que el

programa est utilizando para su operacin: valores de entrada, valores de

salida, registros internos, estado de contadores, temporizadores, etc. Y

cuyo contenido se encuentra en constante cambio

4.8.4. ARCHIVOS DE DATOS. Al hacer un programa necesariamente tenemos que incluir los archivos de datos.

Cada instruccin hace referencia a por lo menos un archivo de este tipo. Existe la

capacidad para manejar hasta 256 archivos de datos en el controlador. A

continuacin en la tabla 5.6. se observa la lista de cmo estn organizados los

archivos y la manera de identificarlos.

72

Tabla 4.1. Lista de Instrucciones dentro del controlador.

INDENTIFICADOR NUMERO DE ARCHIVO TIPO Y CANTIDAD

O 0 Imagen de Salida

I 1 Imagen de Entrada

S 2 Valor de estado

B 3 Relevador interno (4096)

T 4 Temporizador (256)

C 5 Contador (256)

R 6 Registro de control (256)

N 7 Valores enteros (256)

F 8 Punto flotante (256)

9-255 - Configurable por el

usuario.

El archivo nmero 0 guarda el estado de todos los valores de salida externos

(ON/OFF) del controlador, y los actualiza a cada ciclo de trabajo. El archivo

nmero 1 conserva el estado de los valores de entrada externos (ON/OFF) y los

actualiza a cada ciclo del procesador. El archivo de estado (No. 2) nos indica fallas

menores, informacin de diagnstico en fallas mayores, modo de operacin del

procesador, tiempo de muestreo, velocidad de transmisin, entre otros.

Las cantidades especificadas para cada uno de los identificadores anteriores en la

tabla 4.8. son nmeros que trae el controlador como mnimo; existen 246 archivos

o ms (9255) que el usuario puede configurar como Relevador (B),

Temporizador (T), Contador (C), Control ( R ) o como un Nmero Entero (N).

As pues para direccionar un archivo de datos dentro del programa (instruccin)

que no sea de entrada o salida, el nmero de archivo va siempre acompaando al

identificador, seguido del nmero que especifica el elemento en particular.

73

Por ejemplo, si utilizamos en nuestro diagrama un relevador interno (conocido

comnmente como Bit), y escogemos el relevador nmero 2, la identificacin o

representacin completa en lgica escalera del relevador ser.

B3/2 El direccionamiento general de un relevador interno (bit) es:

B3/X Donde: X es un nmero que puede ser del 1 al 4096. El archivo nmero 3 lo

utilizan principalmente las instrucciones de contactos abiertos o cerrados,

desplazamiento de registros, y secuenciadotes. Y puede tener dos valores

posibles ( falso o verdadero).

Por otra parte existen los Registros, que se componen de tres palabras (donde

una palabra son 16 bits). Puede que la palabra 0 es de indicador de estado, la

palabra 1, indica la longitud de datos almacenados, y la palabra 2 indica posicin.

Un ejemplo de este tipo de Registros podemos localizarlos en los Timer.

Los valores Enteros son elementos de una sola palabra (16 bits),